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"Energieverteilungssystem für- Mikrowel - lenbehandlungskammern#l.
Die Erfindung bezieht sieh aufeine Vorrichtüng_zür#Behandlung, von Produkten mit
Mikrowellenenergie und richtet sich insbesondere auf-eine MilWowellenenergieverteilungseinrichtung
für Behandlungskammerne Mikrowellenenergiewird seit einiger Zeit.für die -Behandlung
von Substanzen fUr eine Vielzahl von Zwecken angewendet* Da, diese Energiedie elektri
sches Material durchdringt und leicht' das darin enthaltene Wasser erhitzt, liätert-die
Mikrowellen-, bestrahlung ein sehr rasches und wirksames Mittel zum Kochen von Lebensmitteln.,
zum Gefriertrooknen von Lebensmitteln undzum Trocknen oder Wärmebehandeln vieler
anderer Produkte" bei-.
spielsweise-Papier,9 Holz und-eIner Vielzahl
industrieller .Chemikalien.
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Verfahren dieser Art erfordftn glin Reizkammgr.. in der das
Produkt zur Bestrahlun& untergebracht wird. Mit Hilfe einer WellenfUhrung oder
einer anci ren übertragungsei-mrichtung wird Mikrowellenenergie In die Kammer
eingefUhrt,t welche leitende, Wandungen aufweist" so d«a die Energie »flektiert
wird und wiederholt durch das Produkt hindurohgeht, Um Substanzen rasch zu behandeln
und - andere vorteilhafte Ergebnisse zu erzielen" Ist.es Jm allgemeinen wünschens.
wert.. eine hohe Intensität der Mikrowellenbestrahlung zu wählen. Jedoch ist die
Intensität', mit der solche Energie in die Kammer durch eine einzige gewöhnliche
Wellenführung eingestrahlt werden kann" Im allgemeinen auf einen Wert-beschränkt,
welcher viel geringer als das Optimum im Hinblick auf den Behandlungsstandpumkt
Ist. Diese Beschränkung ergibt sieh aus dem Spannungszusammmbrüeh in dem Bereich.,
wo die Wellenführung' sieh in die Kammer öffnet, und geht in erster Linie au
f die Le istungskonmntratJon an dieser Stelle zurück* Ein Zusammenbruch oder
Übersohlag in Form einer Bogenbil-o dung oder einer anderen elektrischen Ladung
muss jedoch Vormieden werden,9 weil Leistung verbraucht und die Einrichtung, schwer
beschädigt wird.-Obwohl diese Einschränkung in Bezug auf die Uistungselnspei-.sung
in verschiedenen Ausmosen bei, den meisten Arten von Mikrowellenkammerbe awrfahren
vorhanden :Lot" wiegt sie besonders schwer dort, wo Mikrowellen dazu Verwendung
,f4!*n»
m dem q« p!4#r-gelMen- vo ]#e44 rAmi- z uf. ein gt fso#4u#see* Xp t,-4ej39m Verfehren
w euk! eipp .r ppper- jr, ucktUhrt.. -Der Wapserinhalt de Ul#gee4#g Zuge
pepemmj ge op-I1,dabei umitte#balr # aus der gefropenen P#"e in kampf 4er
F er dem Pr,94u 4-t PR4gg#gep w Ird, "es Mittel Nikrowellen l-ieterA oin
b4>sonderig g4a zeig#ret --Se Itle V,0 W.. zu dem gr zur ZufUhrg n me -pe, ie in
du Produkt ,g:L n or?;l#geweise die d -in ndr:t- g# imd v -gr- e#Undli.
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Chen'E:Lalm-istalle erh- Eine 8,94Wierl imatzun -s von Xilw 1. e #X»penergie
tur di Peeep gMo!c ergi sich aus dor. #ä4agehev. -,d"s -den Vakuum JLnmp-heX#,4
der Beizkam. Uer *ipen SpaM=Dgsffl«mnbruoh und ei ne Bp nbildung in der- ÜÜ4 der
Eintritt este11,0 bereits bei sehr niedrigen _-1-4i,nt,ungen bggthatge,0 Bei den
14ikz",#,llentr.,e Quenzenp die sich zum Gefriertrocknen tm besten ei -oh,9 eRmlich
4oo bis 19 poo AUzj, treten Entlagr.
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dÜngen bei niedrigen Leistungen von weniger Wla einem kW auf" wenn
eine ein#ge Ubliche ZufUhrun -s g## 4teergung kommt.
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Die wirksamste Armendung -von Milpro #nenepiie zum Gefrier-"ilt trocknen
errordert Jedoch die Einspeläun y.gn -zehn
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niger als den optimalen Leistungen- Wo solche Energie zur Beschleunigung
des Trockmens vob lebensmittelbt Chemikalien, Holz oder dgl. bei AtmoqkKren oder
höherem Druck Verwendung findet, führt die Anwesenheit von Wasserdampf in der Nähe
einer einzigen Hochleistungsmikrowelleneinspeisungsöf fnung. zur Bogenbildung.
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Die oben erwähnten Schwierigkeiten werden durch die Erfindung dadurch-überwunden,
daso man den gesamten Leistupgeeingang in viele kleine-getrennte Einzelteile zerlegt,
die in die Heizkammer an e:Lmer Vielzahl von getrennten Punkten ng der Mikroeingespeist
werden. Eine.verteilte Einspeibu .n Vorteil, daeg.dte ginolchZ4uwellen hat
jedoch nicht nur de kam& hinsichtlich des Zeistungseinganges überwunden
W-X:r4en kann, sondern bringt noch- den weiteren Vorzug.mit._eich, daus sich eine
gleichmäsSigere oder gesteuerte Zrhitgung.des duktes über das GesamtvQ lumen (le;c---goig!c4miner
er-gibt., :DieeQr Effekt ist besondere Jort Ydneohen@,wert, wo-gie Heigkemmer ein
langer Tunnel ist, durch welchen die.P ierlich mit Hilfe eines Förderers hindurchgefördert
werden. &ang - p#th4 _tet -49
'Während man einen vertetlten Zeistum
-ge 1 2 ke» indem man eine ZTosse Anzehl von kleinen.,Nik:ro-woll mit der
Heizkammer -über e#qe gle:kehe 4»zghl Von. ;Lm Abete angeordneten WellenfUh -fflgei)
oder# dgl.
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daraus verschieden.e rak gehe SAheeri#Sk 20-.line solche Heizkammer
ist kompliziert,-teuer und muas beträchtlich häu-
:t#g &&wartet
werden gegenüber einer Heizkammet, die an einen einzigen Hochleistungsmikrowelleugenerator
oder-an eine kleine Anzahl solcher Mikrowellenquellen gekoppelt ist. Eine besondere
Schwierigkeit besteht in der Wechselwirkung zwischen den verschiedenen Leistungsqu-ellen,
Die leistung von einer Quelle kann in eine andere-zurUckgekoppelt werden, wo sich
schwere Schädigungen ergeben könne120 Zie Erfindung überwindet die verechiedepen
oben erwähnten Schwierigkeiten -dadurch, daAs ein einfaches und wirksame$ System
vorgesehen wircIt bei-welchem-der Ausgang einer Hochleistungsmikrowellenquelle iln
sehr vielekleine Bootandteile unterteilt und in eine Hei.zkgmg:r an einer Viel zahl
von getrennten Stellen eingespeist wird. Gemäss der vorliegenden nwfin4ulig,-wj,:r&#
ne-r#fij#e von eirrer Hochl-eistungsquelle- -an ei12e_X:Lkrow-gllenkam
'-Über eine s ehr lange Wellepführung oder #ber=, =ngslei-bung.gekoppelt".welehe
sich längs.Jes P 2.g- reckt -xoduktbes.ttehlqngober!a' hes- erst Dieb Wellen=iung
kann oelbe-t e#Uen eeil de3 bilden, falls.sich diese 2:o ion als zweckmässig weisen
sollte. Zue Schaf:tung einer v r der Euergie -in die ItapX9#V -ist - die-
xu d-Ung. je Wil gpf Uh icixngg die i'P iliehtung des eroduktbest zeigtv
an einer -Uel.ZaU -von "A Zeuge offen eunl#ten ü Die Wiellen£'4hxuagewo»diing-
kan> einer grp..b ßen Anzahl von ita AbAtancl -befindlich« getrennte 3'Chli#tZOn
versehen
werden, die quer zur Achse der Führung gerichtet sind, oder kann Öffnungen mit anderer
Form aufweisen, wie später noch näher erläutert werden soll.
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Die Öffnungen unterbrechen die systematisch sich ändernde Stromschi
cht, welche in der Wandung einer erregten Wellenführung existieren. Infolge der
Unterbrechung des Stromes existiert ein sich mit der Zeit änderndes elektrisches
Feld und ein dazugehöriges senkrecht darauf stehendes MagMetfeld an jeder Öffnung,
wodurch ein Teil der Mikrowellenenergie duxah diese Öffnung in ilichtung des Procluktbereiches
der Kammer abgestrahlt wird. Die Zuergieemission durch die Öffnungen in dieser
beschriebenen Anordnung stimmt nicht mit derJenigen überein, die durch die Antennentheorie,für
die Abstrahlung in den f eien gaua vorhergusa en w4re..Wo die Energie in
eine Behandlungskamer einggspeist Wirdy maes die Grösse der Öffnungen grösser sein,
als sie durch die Theorie bestimmt ist. Während die.Wellen-führung-nach der bisherigen
Beschreibung Öffnungen in.einer Wgpci-giig au:twpisen-#sol,19 ist es selbstverständlich,
dass-,diese.Öf:rgungei? nur solche im el#ektrischen Unne >zu sein brauchen dehl!
4gE IM_.puir die elektrl-.
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sehe ZeitfäM&ke#t-4er--WollenfUh=ngswapdung im Öffnunggbeweich
fehlen musg.. Fallg exforderlich können di e Ö ffnungen dort, wo die Energie
in ein Vakuum oder in eine unter
Druck stehende Kammer eingeführt
werden soll, durch Fenster aus dielektrischem Material, beispielsweise Glas- Keramik
oder Kundte-tof± verschlossen sein.-Auf anderen Änwendungsgebieten ist kgin Verschluse
v'orgesehen und die WellenfUhrung 'dient als ausserordentlich wirkeamee Mittel
zum Einführen oder Abziehen von-Gasen in und aus der Kammer. Diese-Panktioij#
braucht die elektrischen VorgUnge-nicht zu stören. Wo: die WelleDführung zur Gaseinführang
dienty verhindert die Strömung eine Annäherung von
Waseerdampf in den'Einspeisungebereich.und-verhindert
damit weiterhin eine B-ogenbildung. Mio oben besehriebene Snergieeinspeisung lässt
sich bel; jeder Art- von Mikrowollenkamer verwenden und -dient zur Naximalisierung
des Agsmasaes, mit dem Energie ohne Zusammenbruch des Feldes ein&Ospeist-wercieD
kann.. Dur-oh Seeignete Inderung in -der Gr dese und#im Abstand, der---öfemungen
längs der Wellenführung lassen sich Oie entsprechenden Znergiemengen kontrollieren,
Ue in verschiedene Teile der Kammer eingespeist werden. Durch Zuteilung unterechie
djieher WelleutUirun-Sen auf eine gegebene Kammer lässt sich die Zeistungsverteilung
modifizieren, wiß'es, manchmal 4or mUnschenswert ist" wo die Kammer in einem.kontinuierlichen
Verfahren arbeitet und,zur Behandlung un terschiedlicher :Produkte dient-.
Als
einen weiteren Vorteil kann-man zwei oder mehrere sol-
cher Energieverteilerwellenfühtungen
auf einer einzelnen Kammer verwendeng ohne dass es zu merklichen Störungen zwischen
den beiden Mikrowellenquellen kommt.
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Aufgabe der B rfindung ist somit eine Erleichterung der Behandlung
von Substanzen durch Mikrowelleneuergie.
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Weiter wird durch die Erfindung eine wirksamere Einrichtung zur Einspeisung
von Mikrowellenenergte in eine Behandlungskammer erreicht.
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Die Erfindung ermöglicht ferner die Verringerung der Schwie-I rigkeiten
und Beschränkungen, die sich dgraup ergeben, daso bei den bisherigen Mikrowellenbehandlungskammern
das elektrilsehe Feld zusammenbrach.
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Durch die Erfindung lässt sich ferner das Äusmaso der Mikrowellenleistung
steigern, die man in eine Behandlungskammer einführen kann e Ferner wird durch die
Erfindung.eine Einrichtung ZL-scha;ffen, mit der eine gewUnechte-Energeverteilung
innerhalb einer Mikrowellenkammer möglich ist.
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Durch die Erfindung wird.darüber hinaus ein System. geschaffen, mit-dem
man Mikrowellenenergie aus einer Vielzahl von Quellen
in eine Behandlungskammer
einspeisen kanng ohne das s es zu bedeutenden Wechselwirkungen zwischen 'den-Quellen
kommt Schlie,eslich ermöglicht'die Erfindung die Schaffung einer Einrichtung zur
Teilung des Ausganges- einer Mikrowellenleistungsquelle für die Einspeisung in eine
Behandlungskammer an einer Vielzahl von im Abstand befindlichen Bereichen der Kammer.
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Die Erfindung soll im folgenden anhand der Z-eichnungen näher
erläutert werden.
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Die Zeichnungen zeigen in Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene
Seitenansicht einer kontinuierlichen Mikrowellenbehan dlungskammer gemäss der vorliegenden
Erfindung-; Fig. 2 einen Querschnitt durch die Kamer nach Figur 1
längs der
Linie, 2-2;.
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Fig. 3- ei ne perspektivi-sche D arstellu n
g einer-abggänderten Ausführungsform der Wellenführung.zur Vexwendung
im Zusammenhang mit einer Kammer, die von der Wellenführung hermetisch abgeschlossen
sein muss; Fig. 4 eine perspekt!.vische Anoi:cht eines Teiles einer Wellep-führungskonstruktion.,
welche die Leistung der Kammer nach den Figuren 1 und 2 zuführt;
Fig.
5 eine perspektivische Ansicht einer zweiten abgeänderten Ausführungsform
der Wellenführung zur Änderung der Energiedichte längs der Kammer; Fig.
6 eine Teilschnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer Mikrowellenbehandlungskammer
ge-Muse der Erfindung; und in Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie
7-7 der Figur 6.
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In den Zeichnungen und insbesondere in den Figuren 1 und 2
ist eine Mikrowellenheizkammer 11 wiedergegpben. Die Kammer
eignet
sich zur Behandlung von Substanzen in einem kontinuierlichen Behandlungsverfahren.
Der erste Heizbereich der Kammer 11 wird durch einen langen horizontalen
Tunnel i2 gebildetg welcher rechteckigen Querschnitt aufweist und-elektrisch leitende
Wandungen besitzt. Der Tunnel 12 ist an jedem Ende durch Abschlussteile
13 und 131 verlängert, welche den Austritt von Mikrowellenemergie
aus den Enden der Kammer 11 linterdrUerken. Jeder Abschlussteil
1,3 besitzt eine Innenwandung 14 mit rechteckigem Querschnitt, die eine Verlängerung--des
Durchtrittskanales des Tunn,els 12 darstellt.,Im Abstand ausserhalb der dielektrischen
Wandung 14 befindet sich eine leitende äussere Wandung 16 und ein Wasservolumen
17 oder eine andere Flü esigkeit. Wenn die Mikrowelleneuergie rechtwinklig
zur Achse des Tunnels 12 eingeppeist wird, neigt sie dazu,
sich
in Richtung der -Tunnelenden du-roh wiederhol-te'Reflexionen zwischen entgegengesetzten
Wanjungen fortzu flanzen. Nach p Erreichen der Abschlussteile 1-3 muss die
Energie wiecLerholt. durch die Verlustflüssigkeft 17 fliessen und wird dort
ge-Ump ft statt aus dem Tunnel auszutretän.
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-Das -zu behandelnde Produ#t beispieleweißle die lebensmittelbeh41ter'18,
die erhitzt werden eolleng wird durch den Tunnel 12 mit Hilfe eines *endlosen Bandförderera-
19 aus -dielek-m trischem Material hindurchgeführt. Der Förderer 19kann auf
umlaufenden Trommeln.21 jeweils'.#m Tunnelende--montiert sein, wobei ein Antrieb-auf
eine der Trommeln in Richtung des Teiles 2,2 wirkt. Was die Einrichtungen- zur Einspeisung
von-Mikrowellenenergi e in die Kammer betri-elft, so-erstreckt sich eine lan ge
Wellenführung-23 von rechteckigem Quers.chnitt-läüge der oberen Oberfläche des Tunnels
-12. Die Wellenführung 23. kann ein-en ein s tücki gen Bestandteil der Wandung
deS Tunnels, 12 -bilden, indem sie in- -einen entsprechenden-,Schlitz-13 in-der
Wandung eingep asst ist.-Die Wellenlührung 23 erhält ihre leistung..aus.
einer geeigneten -üblichen Quelle- .26-, die #an ein- Ende, der, Wellenführung angeschlossen-ist,
während das andere W61len:rührutigsende verschlossen ist.
Eine
Reihe von Öffnungeng beispielsweise Querschlitzö 279
0
ist im Abstand
längs der. Wandung der Wellenführung 23 derart angeordnetg dass.diese
Schlitze in das Innere des Tunnels 12 weisen, so dass eine verteilte Bnergieeinspeisung
vom Generator 26 in den Tunnel gewährleistet ist. Faktorenp die die Aunwahl
der geeigneten Form und des geeigneten Ab-
standes er die Schlitze
27 beeinflussen, sollen später im einzelnen beschrieben werden. Der allgemeine
Zweck der Schlit-, ze ist die Unterteilung der Nikrowelleneuergie von der Quelle
26 in kleinere Bestandteile# die nach unten in den Tunnel 12 in Abständen
gerichtet werden. Die Energie wird wiederholt zwischen den gegenüberliegenden Wandungen
den Tunnels 12,reflektiert und damit der Inhalt der Behälter 18 kontinuierlich
von den Nikrowellen durchsetzt.--Beim Durchgang des Behälterinhaltes wird ein Teil
der Energie abeorbiertg wodurch sich der Behälterinhalt erwärmt* Wie später noch
im einzelnen erörtert werden wird, wird die eingespeiste Energie gewöhnlich bis
zu einem gewissen Ausmaso schräg bezüglich der Tunnelofenachse eingeopeist. 29 ist
wünschenswert, dieser Neigung entgegenzuwirken.. diese Energie sich rasch in Richtung
der Tunnelenden fortpflanzt, wodurch sich eine verringerte Anzahl vozi Durchgangen
durch das Produkt ergibt..IDfolge dessen eind mehrere Reflektorplatten 28 aus elektrisch
leitendem Xgterial quer im Tunnel 1,2 in, Abständen über 'dessen Längserstreckun'
montiert. Die Reflektoren 28 erstrecken sich beim ausgewäUten
Aus
f Uh gebeispiel,-von- der oberen Wandung des Tunnels, 12 bis knapp über die
Oberteile der Behälter 18, Man--kar112 selbstverständlich andere Reflektororientierungen
und -ausbildulagen verwenden, wenn es wünschenewört isty die Energie in eiiiem-besonderen,Bereich-des
Tunnels zu konzentrieren oder ein unerwünschtes Ene Le- und, Intensitätsmuster zu
rg:L überwinden. In manIchen Fällen eines Mikrowellenkammerbetriebes ist-es erforderlich,
Einrichtungen zur Verhinderung der Wanderungvon Wasserdampf vom-Produkt zum Mik-rowellemeingang
vorzus.eheng- da dieser Wasserdampf die Bogenbildung-mit ansehliessendem-Emergieverlußt
undmöglicher Beischädigung der elektrischen Komponenten begUnatigt. Ausse.,zdem
können einige Verfahren die-Aufrechterhaltung einer ggstörten Atmosphäre-innerhalb
der Heizkammer erforderlich mabhen. So,-mag es beispielsweise wünschenswert sein
einer" Strom warmer" --trockener Luft durch den Tunnel 12 mu schickeng um ein' rasches,
Trocknen eines Produ#tesözu begünstigen, Diese beiden oben erwähnten Auf-gaben lassen
-sich lösen durch sehr kleine Öffnungen--29 in einer Waridung der-Wellenführung
23,2die mit einem-Gehäuse 31 in Verbindung- stehen, das auf der Auseenseite
Aer-Wellenführung ausgebildet- ist. Das Gehäuse 31 ist wiederum mit einer
Gasquelle 32 beiopielsweise trockener ruft, verbunden, die in n den Tunnel
12
eingefUhrt wird.- Die -Öffnungen 27 der WellenfÜhrung
23 verteilen das Gas über die Länge des Tunnels 12 und die Strömung dieses
Gases durch die Öffnung hindert Wasserdempf daran, in die Mikrowellenquelle und
in das Verteilersystem einzudringen. Vorausgesetzt, daso die Öffnungen
29 ausreichend geringe Abmessungen relativ zur Wellenlänge der Mikrowellenenergie
besitzen, wird keine merkliche Energiemenge in dem Gehäuse 31 zurückgelassen.
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In Anwendungsfällen" wo es unnötig ist, eine gesteuerte Gaostxömung
durch den Tunnel 12 vorzuaehen, kann man andere Einrichtungen,zur Abdichtung der
Mikrowellenversorgung vorsehen. Wie man aus Figur
3 e-.rkennt, lassen sich
Einsätze
33
in die Öffnungen 27--der WellenfUhrung
23 einsetzen. Vorausgesetzt,
daso die Einsätze
33 aus ggeignetem dielektrischem Material, beispielsweise
Glas, Keramik oder isolierendem Kunststoff bestehen, erg ibt sich keine merkliche
Interfer'enz mit der Mikrowelleneinspeiaung. In Figur 4 kan-ia die geschlitzte Wellenfährung
23 als eine Antennenfora. angesehen werdeng die mit der mit leitenden Wandungen
vereehenen Kammer des Tunnels 12 gekoppelt ist. Unter dieser Bedingung funktionieren
die Schlitze oder Öffnungen
27 ni.cht genau sowie nach der Antennentheorie
fUr die Ausstrahlung in den freien
Raum zu erwarten, sondern müssen im allgemeinen
etwas vergrössert sein. Eine ge-
1
neue mathematische :Berechnung
der optimalen Öffnungs-form :Mr eine besondere Kamör wär&e- ausserordentlich
schwierig sein
, io daso eine
- geeignete Anordnung am besten empirisch
bestimmt wirdv wobei man die Antennentheorie als jusgangspunkt-nimmt.
Man konstruiert eine Ver.auchswellen-
| ±ahrung und macht geeignete Uderungen in Übereinstimmung |
| mit der baO'b&Ohteten Dichte un& Verteilung cler Energie
in- |
| imerhalb der KM=er. Zies -läset sich ohne Schwierigkeiten |
| darohMhren. indem mm geWisse allgemeine #Eigenschaften |
| dor mit löchern versehenen Wellenführung ia Ileehnüng stellt. |
| Xtt in eine leitende Wandung einer rollenfährung einge- |
| schnitteWir S-Oblitz -wirci-,aiii Strahlorg wenn ür
- nit eibem. |
| nametisehen Yold p ara,#l01 5u -seiner
Zäufe F-,egpoio-t wird. |
| ter echlitz ist dAm nagnetIgehe GegenatIch
AGG. Qloktri- |
| nehon Bipole und os treten Resonanz und Mipolstrahlungen |
| aufp wenn der Schlitz eine Länge in der Nahe von hat, |
| wobei:x- aie, Wellenlänge der Xikrowolle ist.-. |
| Andere öffnun":tornen" wie die in tlaur 4 wiedergegebenen, |
| wirken sog daes sie Ibergie von- der VollenfUhrung abstrah- |
| len. Beispielsweise kann.man einen:parallel-is ehräg-Schlitz |
| schriL« in die endere Wändung der WellenfUhrung eiuschmei- |
| den Oder eineg para22e]en versetztet Schlitz
in der Brei- |
| tenwandung as7metrisch betaglich der.AchsW-der Wellenfüh- |
| x=-&. vorsehen. Mie durch einenz Schlitz abgestrahlte Lei- |
stung ist proportional seiner Leitfähigkeit2 die wiederum durch
die Neigung des Schli
- tzes im parallel geneigten Fall und durch die Versetzung
von der Mitte der Wellenführung im versetzten Fall gesteuert wird. Eine weitere
Öffnungeabänderung ist ein geneigter Reihenschlitz, der in die breite Wandung- der
WellenfW-irung unter einem Winkel zur Achse eingeschnitten ist.
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Schlitzformen, die im Effekt-Koffibinationen der.vorhergehenden Fälle
sind, lassen sich zur Erzielung. besonderer Merkmale verwenden. Kreuzförmige oder
tingförmige Öffnungen in der breiten Wa.ndung der Wellenführung Strahlen beispielsweise,elliptisch
polarisierte Wellenab. Eine Reihe -von>,/2 S.chlitze im Abstand von.\g/2 ist eine
Resonanzreihe, wobe.i-die Schlitze effektiv parallel-lie.gent Diese Anordnung erzeugt
-ein Strahlungsmuster" -das. senkrecht zur-Wellenführung-oder rechtwinklig zur Achse
der zugeordneten.Kammer verläuft. Diese Charakteristik ist beim Mikrowellenkammerbetrieb
wUnschenswert. Jedoch..erfordert die. Resonanzreihe_eine Präzisionsabstimmung des
Systems.. da Frequenzänderungen vom Sollwert rasche Änderungen in-der..Eingangsanpassung
-zur Folge-haben.
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Ein Abstand der Schlitze, der anders als beiXg/2 liegt, fUhrt zu einer.
Nichtresonanzreihe.".,.die-,weni- r,,..pmpr-i--ndlieh-.
| f ür geringere Änderungen im elektrischen Parameter
Ist. |
| Eine solche Anordnung- bleibt gut abgestimmt über gi,.6,sse |
| Frequenzänderungen und die Dämpfu.ng -und -Phas"e-rnZnderungs- |
| koeffizienten, lassen sißh mit grosser EigenmächtIgkeit |
| kontrollieren, indem mandle Wellenführungs-und #-3'c-hlltz-ab- |
| messungen sowie SchlitzabstÄnde 'ändert.. --Ob.woh1- "diese.
An- |
| ürdnung zu einer Einspeizung von Energie -unter einem Win,- |
| kel bezUglIch der Achse deß zugeordneten T#waels fuhrt, |
| IM's-Sti eIch diLeiset Effekt weltgehend -eu#,r#,ch -die Verwendung |
| ,der oben, be-gehrIebenen RefIektorren 'kompensiex#en und Imen |
| dureb Verivendung -von, N#elle-nf' abmezßungen, -gabe bei |
| ,der Grenzfrequenz llgeraib#.gee-etzt -werden. |
| Die -#Wellenfl%,rumg ka=, auch Miiit einem |
| eebI-:itz versehen merdenig der EMTzte 311n, z101- |
| eher SchUtz bef#imdet sIch in der mehm4"en, |
| -WaiadunZ der WellenfUhrunz, ka= joeßk -aueb In der
breJ,.ten |
| , Wandule untergegrdnet sein -aaxi etrahlt tzlotzdem,
vennein, |
| Volumen die Iektrischen Hat#ei?lgls In der Nähe dee ZeUitzes |
| v'Orhanden Ist. Dgs Nuteri#a1 kwm 4er Oben b--e- |
| sehrlebene hemetische Verse] er |
| aluße sei Des A |
| Strahlung aus v#e2,zehiedeeen Abschnitten dee |
| B-eblitizez- läzzt ßJ-ch# durch l,2nderung v <m desze
n. Bre:Ite S teu- |
| e |
| se Wurde beisp:#eIsweize eine Mell#em f. Uhnung
mit |
| M,1-t |
eJm.r Kammer zum. Erhitzen von Lebensmitteln durch Mikrowellenbestrahlung
benutzt. Die Kammer war ca. 2,5o m lang, ca. 3o cm hoch und ca. 45 cm breit. Die
aktive Länge der zugeordneten Wellenführung in der Anordnung nach den Figuren
1 und 2 betrug ca.
150 cm. Die -Behlitze
27 waren 4,8
mm
breit und voneinander ca. 12 mm entfernt. Am einen Ende der Wellenführung
waren die iSchlitze -75o mm lang u nd ihre Länge vergrU.sserte zIch bis zum anderen
Ende auf ca.
5,6 mm.
| Durch Änderung der Länge --der -,anderer Abmessungen der
Uff- |
| nungen 27 über die Länge der Melle-nführung, -,wie oben
dIeku- |
| -tfertl, IMIsßt sIch die Energiedichte In -verschiedenen -Teilen |
| d-er länge ides zugeordneten Tunnels 12 regeln. Figur
5 zeigt |
| eine Wellenführung 2 _k ModifiZie |
| die I'Mr diesen Z-Yqep rt |
| ist#» Safe enthält einen ierz-ben*Teil von Schlitzen 211, die |
| ,grösser als dfe benachbarte Reihe #v= Schlitzen
2711 Ist, |
| um mehr Energle abstrahlen zu Wönnen. Z- so Irhe Anordm.
ng, |
| ist; außzererndentlI#ch wertvoll fur-vIele |
| belepielsweize zum Troelmen von wobei eine Sub,- |
| der maximalen. 3-.e"strabluepg und anschllessend |
| einer geringeren Znergie, au-zgesetzt -werden sel1-4#e, well
der |
| Waszergeh'alt des Praduktes beim 1>,3mehgan
g durneh di e Name r |
| abnimmt |
| Man er.,kennt, daes auch. endere, |
| r,ichturffln als dIe hohle wie sIe haler wieder- |
| gegeben ist-, f#im. Üfe Zweelm- der Erf-indung zur Ammmdung
komen |
kannl vorausgesetzt, daas diese Ü.bertragu-nselnrichtung g Mikro
wellenenergie von verteilten Sit-,ellen über die,Länge des Tunnels.-abzugeben vermag.
Kcraxiale Leitungen, Streifen-oder ßandleitungren -oder dgl* eignen sich-für-diesen>
2weck. Bei der Ausführungsform nach den Figuren 'i-_uhd 2 wird also das zu behandelnde
Produkt,-beispielsweise mit Lebensmitteln
18 gefüllte Behälter, kontinuierlich
auf dem Förderer
19 gefördert und du
- rohläuft dabei de n Tunne.
1 12. Mikrowel-' lenenergie. von der Quelle 26-wird auf die Kammer durch
die-Wellenführung
23 übertragen und-nach unten-#in-den-Tunnel 12 an verschiedenen
über-- die Uänge des- Tunnels verteilten Punkten durch die-Wellenführungsöffnungen
27.ei.ngespe,ist. Findet bei dieser Ausfüh:rungs-form,eine nicht in Resonanz befindlidann
Üird die Neigung der En rgie, in ehe Reihe Verwereung.. e Richtung
. der
Endeft des Turmels eing-espeist #-.zu werden,-durch -die Reflektoren
27 kompensiert,-
wie oben beschrieben wurde. Die Pir-Inzipien.*der Erfindung. lassen sich auf Ausf
Uhrung-sf ormen v'ön BehandlunäsIcamimern arnienden,
-die sich# beträchtlich,
von
-dem besehrieben#en:Aus-führungsbeispiel unterscheiden.
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In Figuren 6 und17 Ist beispielsweise-einsenkrechter Trockenturm
-34 zur B3ehandlung vonkÖrnigen, zerkleinerten oder flUssigen-.Produkten wiedergegeben.
In-der.inden Figurän 6 und -7 dartpe.#te-i:tte'n" Ausführungsförm'
des Turmes findeteine Kömbinätion vo-h Mikroweller , fbA he izung und via:rmtrockengas
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strömung zum Trocknen der Produkte Verwendung, bei denen
es sich beispielsweise G Eidr, Holzschnitzel, Kartoffelchips, Zitruspulver, Äpfel
oder Chemikalien handeln kann. Die Kombination der Trockenverfahren ist besonders
wirksam dadurch, dass die Mikrowellenerhitzung Im Gegensatz zu_ fr11heren Ausführungsformen
einen.Temperaturgradienten im Produkt zur Folge. hat, der in der Mitte am höchsten
ist, so dass dadurch die wanderung,der-Feuchtigkeit zur Oberfläche des Produktes
begünstigt wird, wo die Feuchtigkett durch Verdampfung in die Trockengasatmosphäre
entfernt wird-* D er Turm 34- weist ein senkrecht stehendes zylindrisches
Gehäuse 36 aus einem elektrisch leitenden Material mit oberen und unteren
VerschlUssen 37 bzw. 38 auf. Als-Einlass fUr das zu behandelnde Produkt
dient eine ZufUhrungsleituns 39, die durch den oberen Verschluss
37 hindurchgefUhrt Ist und ein StÜck-nach, unten längs der Achse des Gehäuses
-36 in- dieses hineinragt. In einigen,Fällen" beispieleweise -wenn der Turm
fUr die Behandlung von flUssigen Produkten Verwendung finden soll, kann sich das
ZufUhrungsrohr vollständig durch das Gehäuse .36 erstrecken., vorausgesetzt, daiss
es aus einem dielektrischen Material besteht, das von-Mikrowellen,durchdrungen werden
kann.
-
Eine Produktabzugsle'itung 41 ist durch den unteren Verschluns
38 koaxial zum Gehäuse _36 gefUhrt und steht mit einem sich -konisch erweiter#'iide'-n
Aufnehmer 42 in Verbindung, der innerhalb
des Gehäuses
36 unmittelbar Über dem unteren Verschluss und in solcher Lage angeDrdnet
ist, dass er da# Produkt sammelt, das längs der Achse des Gehäuses heruntertropft-,
.wie es durch den Pfeil 4_3_ angedeutet ist.
-
Eine Quelle 44 für erhit ztes-Trockengas, beispielsweise Luft, ist
an das untere Ende-des G.3häuses
36 durch eine. Leitung 46 und ein h-iegqlventil
47 angeschlossen. Eine Gasabströmleitung
118 ist an dem Oberteil des Gehauses.36
angeschlossen und kann zu einem Gebläse oder einer ümTvrälzeinr#chtung 44 führen.
Um die Ansammlung von Produkt im Boden'
| des Gehäuses -36 zü verhindern und eine gleichmässige,Gasr |
| strömung zu gewährleisten-, ist ein konisches Strahlblech |
| 51 koaxial im unteren Te* |
| .11 des Gehäuses vprgese |
| Strahlblech weist ein oberes Ende auf, dessen Durchmesser |
| gleich dem Durchmeßser-des Gehäuses ist, sowie ein unteres |
| Ende, wel-ches sich ein Stück nach'untenin de n Aufnehmer 42, |
| jedochim Abstand davon erstreckt. In ähnlicher Weise ist |
| ein ringförmiges Strahl , blIch 52 koaxial im Gehäuse,
36, unmit- |
| telbar unter-halb der Gasauslassleiturig 4# befestigt und mit |
| einem sich nach unten erstreckenden Mittelteil 5_3 ausgebil- |
| det, welcher die P.rodukteinf-#Ührunäsleitung 3 n |
| gibt. |
| Zur E#infü#4g ##rM1kr-(W, llepenergie #n das GqhN
0 sind |
| drqi Wellenführupge -a- -54.- -innerhalb 1 -,ehäusg--q,--uni
parallel |
| zu Ac se 4 n. |
| #ie 3 lleg--#eun 54, die bei |
| ze z |
der wiedergegebenen Ausführungsform kreisförmigen Q#aerschnitt
aufweisen, befinden sich in gleichem A-stand von der Achse des Gehäuses
36 und im gleichen Winkelabstand untereinander.- Das obere Ende jeder Wellenfüh
rung
54 ist abgewinkelt und führt durch die Wandung des Gehäuses
-76
zum Anschluss
- an einen getrennten Mikrowellengenerator
56
für jede Wellenführung. In jeder Wellenführuni, 54 ist auf einer Seite
eine Reihe von Schlitzen
57 vorgesehen, die in Richtung zur Mitte des Gehäuses
36) zeigen., Die Schlitze besitzen eine Form, einen Abstand und Abmessungen,
die durch die Liberlegungen bestimmt :sind, die 3eim vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel*erläutert
inurden. Ein Vorteil der kreisförmigen Geometrie dieser Ausführungsform besteht
darin, -dass die eingespeiste Energie in der CD, A2hse der Kammer konzentriert wird,
längs der sich daß Produkt bewegt. Diese At;sführungsf'orm zeigt einen wälteren
Vorteil der Erfindung_, der darin be-steht, dass keine merkliehe Wechselwirkung
zwischen den 14ikroi*iellengeneratoren
5-6
auftritt, die die verschiedenen
Wellenführungen speisen, ein Zustand, der nicht vor-liegt,
wenn eine übliche
Konstruk-7 tion zur Anwendung kommt.